赤泥综合利用指导意见
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赤泥综合利用研究进展赤泥,又称铝赤泥,是指在铝冶炼过程中的废渣产物。
随着铝工业的发展,赤泥的产量也越来越多,如何有效利用赤泥成为值得关注的问题。
近年来,赤泥综合利用的研究逐渐受到重视,不断取得了新的进展。
本文将就赤泥综合利用的研究进展进行详细介绍。
一、赤泥的组成与特性赤泥主要由氧化铝、硅酸盐、氧化铁等成分组成,具有酸性和高黏度的特点。
赤泥中含有大量的氧化铝和氧化铁,因此具有一定的资源价值。
赤泥还含有一定量的重金属和放射性元素,对环境造成一定的影响,需要进行有效的处理和利用。
二、赤泥的综合利用方式目前赤泥的综合利用方式主要有水泥生产利用、土壤修复利用、研究中的其他利用途径等几种方式。
1. 水泥生产利用将赤泥作为原料,通过适当的矿物掺合料和燃料,可以制备出具有一定强度和耐久性的水泥制品。
这种方式不仅可以有效利用赤泥资源,而且可以减少对传统矿产资源的开采,从而降低环境负荷。
目前,我国已有一些水泥企业采用赤泥进行水泥生产,初步取得了较好的效果。
2. 土壤修复利用赤泥中含有一定量的氧化铝和氧化铁等物质,具有较强的吸附能力。
可以将赤泥用于土壤的重金属修复和污染治理。
研究表明,适量添加赤泥可以有效减少土壤中重金属的含量,改善土壤质量,有利于植物的生长和发育。
3. 研究中的其他利用途径除了上述两种常见的利用方式外,还有一些研究中的其他利用途径,如赤泥制备陶瓷材料、制备无机胶凝材料、用于环保建材等。
这些利用途径在实际应用中还需要进一步的研究和验证,但显示了赤泥综合利用的巨大潜力。
近年来,研究人员通过对赤泥水泥生产技术的改进和优化,取得了一些进展。
他们从赤泥的物理、化学性质出发,研究出了一系列的配方和工艺方案,有效提高了赤泥水泥的品质和利用率。
他们还对赤泥水泥的环境影响进行了深入的研究,为赤泥水泥的推广应用提供了科学依据。
针对赤泥对重金属的吸附能力,研究人员对赤泥在土壤修复中的应用进行了深入研究。
他们通过模拟实验和田间试验,验证了赤泥对土壤重金属的有效吸附和固定作用,为赤泥在土壤修复领域的应用提供了科学的依据。
推动赤泥综合利用产业化的建议·ITIBMI赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的一种强碱性固体工业废弃物。
当前,我国年产赤泥量超过1亿吨,累计堆存量超过6亿吨。
筑坝堆存是目前赤泥的主要处理方式,不仅占用大片土地,还易造成周边环境的严重污染。
赤泥处理已成为困扰我国氧化铝行业高质量发展的一大难题。
资源综合利用是公认的处理赤泥的最佳路径,今年出台的《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》和《“十四五”循环经济发展规划》两个文件,对赤泥综合利用提出了新的目标和要求。
时间紧,任务重,赤泥综合利用产业化难题亟待破解。
一、赤泥综合利用现状我国已出台了环保、产业、财税政策推动赤泥综合利用,形成了良好的政策导向,“十二五”时期至今,赤泥综合利用取得阶段性成效,但其利用规模、综合利用率一直处于较低水平,距离目标差距较大。
综合利用规模和综合利用率长期处于低位。
一是综合利用规模小。
我国赤泥年综合利用量基本在500万吨以下,远低于每年新产生量。
2019年略高,当年综合利用量约849万吨,赤泥选铁贡献了较大比重。
二是综合利用率低。
“十二五”以来,我国赤泥综合利用率基本都在5%以下,2019年略有上升,达到8.09%。
根据最新文件要求,到2025年,新增大宗固废综合利用率要达到60%,存量大宗固废有序减少。
按此目标测算,到2025年,赤泥年综合利用量起码要达到6000万吨,综合利用率也需大幅提升。
当前无论是利用规模还是利用率都还有很大的差距。
三是与其他主要大宗固废相比,资源综合利用水平差距大。
无论是从综合利用量上对比,还是从综合利用率对比,赤泥的综合利用水平都远低于尾矿、冶金渣、粉煤灰、煤矸石、工业副产石膏等。
综合利用技术产业化进程缓慢。
经过近十年的研发与探索,目前基本形成赤泥提取有价组分、生产建材产品、矿山充填用胶凝材料、路基材料、生产脱硫剂、净水剂、絮凝剂、脱硝载体、炼钢辅料等环保产品。
多数技术尚处于实验室阶段或个别试点阶段,仅有生产建材、路基材料以及赤泥选铁产业化开始起步,但规模都不大。
山西省赤泥综合利用第十二个五年规划赤泥综合利用是工业固废综合利用的重要组成部分。
开展赤泥综合利用,是落实科学发展观,转变经济发展方式、发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的重要体现,也是氧化铝工业可持续发展的必由之路。
山西省赤泥综合利用具有明显区位优势和资源优势,发展潜力很大。
一、现状与形势(一)山西省赤泥排放及堆存情况。
赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物。
一般含氧化铁量大,外观与赤色泥土相似,因而得名。
因矿石品味、生产方法和技术水平的不同,每生产一吨氧化铝,大约产生赤泥0.8-1.5吨。
山西省是氧化铝生产大省,2010年生产的氧化铝431.51万吨,约占我国总产量的14%,产生的赤泥493万吨,约占我国赤泥年排放量的10%左右。
目前山西省赤泥综合利用率不足1%,赤泥累计堆存量达到3609万吨。
而且全部露天堆存,并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。
随着氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低,赤泥的年产生量还将不断增加,预计到2015年,山西省赤泥累计堆存量将达到8500万吨(山西省氧化铝生产企业分布见图1)。
图1.山西省氧化铝企业分布图(部分)山西同德铝业 100万吨氧化铝(在建) 山西鲁能晋北铝业 年产100万吨氧化铝 山西兆丰铝业公司年产40万吨氧化铝 中铝山西分公司 年产200万吨氧化铝 山西武圣铝业有限公司年产20万吨氢氧化铝山西信发交口铝业年产80万吨氧化铝(在建160万吨) 中铝山西分公司80万吨氧化(二)山西省赤泥的综合利用情况。
山西省赤泥综合利用工作近年来得到各方面的高度重视,已经开展了多方面的综合利用技术研究工作,少数产品已经开始产业化推广应用:1、赤泥粉煤灰生产耐火保温材料。
中铝集团晋铝耐材有限公司利用赤泥和粉煤灰研制开发了“工业窑炉用赤泥粉煤灰耐火保温材料”技术,赤泥和粉煤灰的用量在产品中质量比例占50%以上。
现已建成生产能力2万吨/年的赤泥、粉煤灰耐火保温材料生产线,其中耐火保温砖12000吨/年,耐火保温浇注料8000吨/年。
赤泥的处理一.赤泥简介赤泥是制高含水量的铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后残留的一种红色、粉泥状、高含水量的强碱性固体废料。
熔点1200--1250℃,碱度PH 10—12,粒度0.08—0.25μm,相对密度0.8—1.0。
其化学成分随不同的生产工艺而不同。
如下表所示二.赤泥的资源化应用1.从赤泥中回收有价金属(1)从赤泥中回收铁铁是赤泥的主要成分,一般含有l0%一45%,但直接用作炼铁原料时含量较低。
因此,有些国家先将赤泥预焙烧后进人沸腾炉内,在温度700—800℃还原,使赤泥中的Fe20s 转变为Fe30d。
还原物再经冷却、粉碎后用湿式或干式磁选机分选,得到含铁63%一81%的磁性产品,铁回收率为83%一93%,是一种高晶位的炼铁精料。
在前苏联,采用串联回转炉法从赤泥中炼制生铁。
该法是将湿赤泥与还原剂和石灰石混合后装入第一回转炉,在1000—1200℃温度下,还原4.5—6h,连续进入另一回转炉,在1400—1450℃温度下进行熔炼,迅速炼出生铁和炉渣。
这种采用两段回转炉联合的冶炼流程,可使冶炼连续进行,并可利用废气热量。
(2)从赤泥中回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属研究表明,利用苏打灰烧结和苛性碱浸出,可以从赤泥中回收90%以上(按质量计)的氧化铝;而沸腾炉还原的赤泥,经分离出非磁性产品后,加人Na2C03或CaCO3进行烧结,在pH=10的条件下,浸出形成的铝酸盐,再经加水稀释浸出,使铝酸盐水解析出,铝被分离后剩下的渣在80℃条件下用50%的硫酸处理,获得硫酸钛溶液,再经水解而得到Ti02;分离钛后的残渣再经酸处理、煅烧、水解等作业,可从中回收钒、铬、锰等金属氧化物。
(3)从赤泥中回收稀有金属主要方法有还原熔炼法、硫酸化焙烧法、废酸洗液浸出法、碳酸钠溶液浸取法等。
前苏联等国将赤泥在电炉里熔炼,得到生铁和渣。
再用30%的H2S04在温度80—90℃条件下,将渣浸出1h,浸出溶液再用萃取剂(含5%二磷酸和2%乙基乙醇的溶液)萃取锆、钪、铀、钍和稀土类等元素。
赤泥综合利用方案
1. 嘿,你知道吗?赤泥可以用来生产建筑材料呢!就像那些被我们忽视的石头其实可以变成坚固漂亮的房子一样,赤泥也有着大潜力呀!比如可以把赤泥加工成砖块,盖出结实又环保的建筑,这多棒啊!
2. 哇塞,把赤泥做成土壤改良剂怎么样?这不就跟给土地喂了营养大餐一样嘛!在一些贫瘠的土地上用上赤泥改良剂,让土地变得肥沃起来,能长出茁壮的庄稼,多神奇啊!
3. 嘿,有没有想过赤泥能用来提取有价值的金属呀?这就好比是在一个大宝藏中挖掘宝贝呢!通过一些技术手段,把赤泥里的那些金属给提炼出来,是不是超厉害的?
4. 哎呀呀,让赤泥去处理污水也是个好办法呀!就如同让一个勇敢的卫士去对抗污水这个大怪兽,把污水治理得干干净净,这是多么有意义的事情呀!
5. 赤泥用来做路基材料也很不错哦!设想一下,那一条条平稳的道路下有着赤泥的贡献,让车子能顺畅地行驶,这不是很了不起吗?
6. 哇哦,还可以把赤泥开发成环保颜料呢!就像给世界添上了美丽多彩的一笔,多有意思呀!让我们的生活充满了各种色彩,多棒的创意啊!
我觉得赤泥的综合利用方案真的太有前景了,只要我们好好去开发利用,就能让赤泥从被嫌弃的“废物”变成大有用处的宝贝呀!。
以稀土元素提取为突破口的赤泥综合利用方案稀土元素提取——钪及钪合金为代表的军民融合新材料——洛阳海卓科技发展有限公司(杨卫平、李博士)一、项目介绍1、项目描述:新安县万基铝业赤泥库旁边年处理1万吨赤泥提取钪、钍、铝、铁、锂、钛稀有贵金属粗加工基地,废渣无害化处理后做建材制品。
钼产品加工车间(可以先建设,主要目的为提供现金流,反哺新安县和孟津项目建设)孟津县华阳产业集聚区稀有贵金属精加工,生产金属钪及钪铝合金,碳酸锂、铝锂合金、高纯氧化铝、氧化铁颜料、太阳能电池、锂离子电池原料等高附加值产品。
2、赤泥利用介绍图1 赤泥中的有价元素图2 以赤泥为原料能够产生的部分产品赤泥中有价元素稀贵元素钌、铑、钯、铂、金稀有元素锂、銣、铯、镓稀土元素钪、钇、铥、钬2、项目投资投资总额6000万,年产值1.8亿元,税前利润7000万元。
包括新安县项目2000万固定资产投资和1000万流动资金,钼生产线投资未知。
孟津县项目主要包括精加工和研发中心,投资额3000万。
3、发展规划①投资总额6000万,年产值1.8亿元,税前利润7000万元。
孟津项目占地面积150亩,建筑面积32500平方米。
建立企业研发中心和中试基地(高纯钪生产基地),建成一条1000吨/年钪铝合金生产线;新建:研发中心2500平方米,综合办公楼5000平方米,专家公寓、职工宿舍5000平方米,生产厂房15000平方米,配套设施5000平方米。
建成200吨/年钪铝合金生产线。
以上目标在2020年之前完成。
②投资5亿元,年产值50亿元,税前利润10亿元;建设以洛阳钪及钪铝合金新材料项目为主体的北方中心;建设位于深圳的南方研发中心和企业集团总部;钪及钪合金为代表的新材料项目产业化通过国家有关部门验收认证;技术获得广泛认可,产品广泛运用于国防军工、航空航天及高科技等领域。
建设一个以赤泥综合治理为主导的,以钪及钪铝合金等多种稀贵、稀有、稀土元素新材料为产品的,以资源综合回收和分离制备一体化为特色的,具有世界领先水平的清洁分离技术研发中心;在钼、钒等大宗工业产品领域实现技术标准的输出,建立产业领先地位,为对矿产资源进行整合进行技术储备。
⾚泥资源化利⽤⽅式分析⾚泥严重的环境问题让全世界的铝⼚都头疼不已。
要想从根本上解决这⼀问题,可⾏的办法只能是将⾚泥的处理⽅式从简单的堆存变成综合利⽤。
有⾚泥中含有⼤量的三氧化⼆铁,可以⽤⾚泥为原料⽣产铁,还可以从⾚泥中提取中其他许多有价值的元素。
但是实际操作起来,在⽣产成本上并没有太⼤的优势,⽽且⽣产过程中还会继续造成环境问题。
因此⼈们宁可开采铁矿⽯从中冶炼铁,也不⼤愿意打⾚泥的主意。
除了从⾚泥中回收铁等⾦属元素,研究⼈员们还开发出其他利⽤⾚泥的⽅法。
例如,⾚泥可以被⽤作⽣产砖⽡、⽔泥和陶瓷等建筑材料。
⾚泥的粉末颗粒⾮常⼩,很容易吸附其他物质,因此⼀些研究⼈员尝试利⽤⾚泥吸附污⽔中的有害物质。
还有⼈尝试将⾚泥⽤作化学反应的催化剂。
这些研究虽然取得了不错的进展,但是仍然存在很多的问题。
许多利⽤⾚泥的⽅法⽣产成本较⾼,得到的产品的性能也不完全令⼈满意,因此很难得到⼤规模的推⼴应⽤。
另外,许多⽅法都只能利⽤到很少⼀部分⾚泥,例如⾚泥⽤于污⽔处理虽然效果不错,但是处理污⽔⼀般只需要很少量的⾚泥,因此希望⽤这种⽅法消化掉每年产⽣的⼏千万吨⾚泥⽆疑是不现实的。
到⽬前为⽌,⼤量的⾚泥仍然只能通过堆放的办法处理。
随着我国对环保问题的⽇益重视,近年来关于⾚泥综合利⽤的研究再次成为热点。
在前⼈试验探索的基础上,有关铝⼚进⼀步完善已⼯业应⽤的⽣产⼯艺,各⾼等院校也纷纷开展这⽅⾯的基础技术研究与理论探讨,在⾚泥应⽤上取得了可喜的进展。
⽤脱碱⾚泥⽣产⽔泥,⾚泥⽣产粉煤灰砖、⾚泥釉⾯砖、⾚泥作矿井填充料,以及⾚泥在塑料⾏业的应⽤得都有了较⼤的进展。
但是,由于⾚泥⽤量较⼩以及成本及⼯艺等问题⼀直没有⼤规模的⽤于⽣产实践。
对⾚泥的综合利⽤,主要包括两个⽅⾯的⼯作:⼀是提取⾚泥中的有⽤组分,回收有价⾦属。
但由于化学或冶⾦⽅法投资⼤、能耗⾼、成本⾼、适于处理品位很⾼的原料。
⽽我国⾚泥含铁量相对较低,则回收利⽤⽣产效率低,这种⾼投⼊、低产出的⽣产⽅法显然是不经济的。
以稀土元素提取为突破口的赤泥综合利用方案稀土元素提取——钪及钪合金为代表的军民融合新材料——洛阳海卓科技发展有限公司(杨卫平、李博士)一、项目介绍1、项目描述:新安县万基铝业赤泥库旁边年处理1万吨赤泥提取钪、钍、铝、铁、锂、钛稀有贵金属粗加工基地,废渣无害化处理后做建材制品。
钼产品加工车间(可以先建设,主要目的为提供现金流,反哺新安县和孟津项目建设)孟津县华阳产业集聚区稀有贵金属精加工,生产金属钪及钪铝合金,碳酸锂、铝锂合金、高纯氧化铝、氧化铁颜料、太阳能电池、锂离子电池原料等高附加值产品。
2、赤泥利用介绍图1 赤泥中的有价元素图2 以赤泥为原料能够产生的部分产品赤泥中有价元素稀贵元素钌、铑、钯、铂、金稀有元素锂、銣、铯、镓稀土元素钪、钇、铥、钬2、项目投资投资总额6000万,年产值1.8亿元,税前利润7000万元。
包括新安县项目2000万固定资产投资和1000万流动资金,钼生产线投资未知。
孟津县项目主要包括精加工和研发中心,投资额3000万。
3、发展规划①投资总额6000万,年产值1.8亿元,税前利润7000万元。
孟津项目占地面积150亩,建筑面积32500平方米。
建立企业研发中心和中试基地(高纯钪生产基地),建成一条1000吨/年钪铝合金生产线;新建:研发中心2500平方米,综合办公楼5000平方米,专家公寓、职工宿舍5000平方米,生产厂房15000平方米,配套设施5000平方米。
建成200吨/年钪铝合金生产线。
以上目标在2020年之前完成。
②投资5亿元,年产值50亿元,税前利润10亿元;建设以洛阳钪及钪铝合金新材料项目为主体的北方中心;建设位于深圳的南方研发中心和企业集团总部;钪及钪合金为代表的新材料项目产业化通过国家有关部门验收认证;技术获得广泛认可,产品广泛运用于国防军工、航空航天及高科技等领域。
建设一个以赤泥综合治理为主导的,以钪及钪铝合金等多种稀贵、稀有、稀土元素新材料为产品的,以资源综合回收和分离制备一体化为特色的,具有世界领先水平的清洁分离技术研发中心;在钼、钒等大宗工业产品领域实现技术标准的输出,建立产业领先地位,为对矿产资源进行整合进行技术储备。
国家发展改革委有关负责同志就《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》答记者问文章属性•【公布机关】国家发展和改革委员会,国家发展和改革委员会,国家发展和改革委员会•【公布日期】2021.03.24•【分类】问答正文国家发展改革委有关负责同志就《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》答记者问近日,国家发展改革委联合九部门印发《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》(以下简称《指导意见》),国家发展改革委有关负责同志接受采访,回答记者提问。
问:请问出台《指导意见》的背景是什么?答:大宗固体废弃物(以下简称“大宗固废”)指单一种类年产生量在1亿吨以上的固体废弃物,包括煤矸石、粉煤灰、尾矿、工业副产石膏、冶炼渣、建筑垃圾和农作物秸秆等七个品类,是资源综合利用重点领域。
我国历来高度重视资源综合利用工作,特别是党的十八大以来,我国把资源综合利用纳入生态文明建设总体布局,不断完善法规政策、强化科技支撑、健全标准规范,推动资源综合利用产业发展壮大,各项工作取得积极进展。
2019年,大宗固废综合利用率达到55%,比2015年提高5个百分点。
“十三五”期间,累计综合利用各类大宗固废约130亿吨,减少占用土地超过100万亩,资源环境和经济效益显著。
“十四五”时期,我国将开启全面建设社会主义现代化国家新征程,围绕推动高质量发展主题,全面提高资源利用效率的任务更加迫切。
受资源禀赋、能源结构、发展阶段等因素影响,未来我国大宗固废仍面临产生强度高、利用不充分、综合利用产品附加值低的严峻形势。
目前,大宗固废累计堆存量约600亿吨,年新增堆存量近30亿吨,其中,赤泥、磷石膏、钢渣等固废利用率仍较低,大宗固废综合利用任重道远。
为深入贯彻落实党的十九届五中全会精神,进一步提升大宗固废综合利用水平,全面提高资源利用效率,国家发展改革委牵头起草了《指导意见》,明确了新时期大宗固废综合利用的主要领域和目标要求,提出了统筹推进大宗固废综合利用效率稳步提升、绿色发展全过程推进、技术模式创新发展的重点任务,提出了实施资源高效利用行动,全力推动资源综合利用实现新进步。
赤泥的综合利用 摘要:预计到2015年,我国积累的赤泥总量将达到3.5亿t,而目前我国赤泥的利用仅占总量的4%左右,其余的赤泥只能筑坝堆存。赤泥中含有丰富的铝、铁、钠、钙、硅、钛等有价元素,且具有强碱性和高放射性,大量赤泥的堆放,不仅占用了大量土地,耗费较多的堆场建设和维护管理费用,而且对生态环境和人类的生活也存在潜在的威胁,同时也造成了资源的浪费。 关键词:赤泥;资源;利用 一.赤泥的产生 无论是拜耳法还是烧结法,每生产1吨氧化铝平均产生1-2吨的赤泥。据国家统计局数据显示,2012年我国AI2O3年产量为3769.6万t,比2011年增长10.3%,占全球AI2O3总产量的30%以上。如此蓬勃兴盛的氧化铝产业,势必造成了赤泥排放量的逐年增大。 拜耳法冶炼氧化铝采用的是强碱NaOH溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿,这个过程中,作为主要原料的铝矾土越过高温煅烧环节被直接用来溶解、分离、结晶、焙烧等工序得到氧化铝,溶解后分离出的浆状废渣是拜耳法赤泥。 联合法是拜耳法和烧结法的联合使用,联合法所用的原料是拜耳法排出的赤泥,然后采用烧结法在制取氧化铝,最后排出的赤泥为烧结法赤泥。 烧结法赤泥经历过高温处理,其中含有或多或少的无水矿物。烧结工序中形成的无水铝酸钠溶解度比较高,因而赤泥中残留的氧化铝比较少。 二.赤泥的结构与组成 因拜耳法赤泥实际上是低品位矾土,而烧结法赤泥还含有一定量的水硬性物和一些无定形铝硅酸盐物质,所以水泥试验中所用的赤泥均为烧结法赤泥。 拜耳法赤泥的矿物组成复杂,主要有赤铁矿(或针铁矿)、水合铝酸钠(方钠石、钙霞石)、水化石榴石、石英、钦酸钙、石灰、石灰石以及少量未溶出的氧化铝水合物等。 烧结法赤泥中最主要的物相是2CaO.SiO2,此外尚有数量不等的钙水化石榴石、水合铝酸钠、赤铁矿、针铁矿、铁酸钙、碳酸钙以及钦酸钙等。 我国氧化铝生产工艺过去主要以烧结法和联合法为主,但近年来投产的氧化铝厂均以拜耳法工艺生产拜耳法赤泥A12O3、Fe2O3含量相对与国外也比较低,而氧化硅、CaO含量较高。主要是因为我国铝土矿以一水硬铝石铝土矿(a-A12O3.H2O)为主,并且高铝、高硅、低铁(少数除外),即A12O3含量高,但SiO2含量也高,因而铝硅比比较低,从而赤泥中A12O3和Fe2O3含量较低,而SiO2含量较高。 三.赤泥的危害 据不完全估计,全世界每年排放赤泥约6000万吨,其利用率仅为15%左右。大量的赤泥仍然被排往堆场堆积。 赤泥堆存分为干式和湿式,湿式堆存就是将赤泥以泥浆状态从工厂用管道输送到堆场,沉降后的上清液泵回氧化铝厂;干式堆存是将赤泥洗涤、过滤后经过快速搅拌添加一定的增塑剂,使浆液勃度降低到原来的十分之一左右,用活塞泵或隔膜泵送至堆场,堆存进行围坝处理。 赤泥筑坝堆存的危害主要有以下几点: (1)赤泥所含碱和放射性元素,经长时间风吹日晒,蒸发挥发污染空气,对人体的健康有害; (2)占用大量土地,并需要大量筑坝基建和维护费用; (3)赤泥中的许多有价金属成分无法得到合理利用,造成资源的二次浪费; (4)雨水较多的季节,碱液容易渗漏,流入江河污染水源,同时坝体承受造成极大的冲击力,可能引发围坝整体崩溃,造成山体滑坡、泥石流等灾害。干燥的季节,赤泥堆场尘土飞扬严重恶化空气。 四.赤泥的堆放状态 目前,赤泥堆存分为干式和湿式。无论湿法还是干法在我国内都比较常见,二者都易使大量废碱液渗透到附近农田,造成土壤碱化、沼泽化,污染地表地下水源。 五.赤泥的应用 赤泥的利用大体上划分为三个方面: 一是不脱碱赤泥的直接利用; 二是高碱赤泥中碱的无害化处理再利用; 三是钠离子的脱除后对赤泥进行利用。 (1)不脱碱赤泥的应用 包括赤泥提取氧化铁,提取制备氧化钪,提取硅(可以制备出钠沸石分子筛、白炭黑硅胶等产品出来),赤泥路基填料,赤泥pvc填料,赤泥建材填料。 (2)高碱赤泥的无害化应用,赤泥制备水泥,赤泥制备陶瓷。 (3)赤泥的脱碱脱钠工艺 在赤泥的脱碱方面,国内的主要工艺有石灰水热法、酸浸出法、三废中和法、膜脱钠法、选择性絮凝脱钠技术、悬浮碳化法等;国外的技术有盐浸出法、细菌浸出法等。 随着高品位的铝土矿越来越少,赤泥的排量将越来越大。赤泥堆存所引起的经济和环境问题,已经阻碍到氧化铝工业的发展。 因此迫切要求氧化铝工业实现无害排放或零排放,并对现存的赤泥进行综合处理,实现资源的二次资源利用,以解决日益严峻的环境问题。 以赤泥为原料生产水泥,原料和燃料消耗低,基建投资少,产品成本较低,具有一定的经济和环境效益,但含碱偏高限制了赤泥配量。 因此仍然有大量的赤泥没有得到应用,特别是含铁和铝高的拜耳法赤泥,既要考虑到铁铝的回收,还应考虑到其中稀有金属等有价成分的综合回收。 拜耳法赤泥中常含有较高Fe2O3和一定的A12O3,因此拜耳法赤泥主要用来回收有价金属。 (1)回收铁研究 赤泥中的铁主要以Fe2O3的形式存在,根据其与A12O3、TiO2等化合物性质差别,许多研究者期望可通过还原或磁选的方式回收赤泥中的铁。 同时,还研究将赤泥与磁选后的铁精矿一起烧结,添加1-2%脱水的赤泥可以使烧结机生产能力提高5%,烧结料的粉料减少3%-5%。 同时在炼铁高炉中添加适量的赤泥可使焦比降低6.9%,高炉生产能力提高1.6%,但赤泥的添加量有限,不能解决赤泥大量堆存的问题。 ●溶出渣在磁场强度为1420GS下,磁选得到全铁品位为64.08%的铁精矿,铁的回收率为82.35%。 ●磁选精矿中主要物相为单质铁和四氧化三铁。还可采用选矿、浸出、萃取和水解的技术,研究回收赤泥中的钛和钪。 选用高梯度磁选机进行选矿,它优点是磁场强度高,且在磁选的过程中有高频率的脉冲水流冲刷磁铁上的精矿,把磁性弱的物质从磁铁上冲刷下来与精矿分离,从而提高精矿的铁含量。 从近几年的研究成果看来,从赤泥中回收稀有金属工艺在技术上是可行的.要实现工业化,关键在于能否找到一种经济、节能和环保的工艺。 拜耳法生产氧化铝技术存在两个问题:一是处理低铝硅比铝土矿生产氧化铝,其氧化铝收率低,经济效益低;二是产生大量含碱量较高的赤泥,无法直接利用。 拜耳法的溶出渣(赤泥)中平衡固相是水合硅铝酸盐,其生产过程中氧化铝的损失以及苛性碱的消耗均随矿物中氧化硅含量的升高而加大,其中氧化铝的损失量与氧化硅含量的理论比例关系为1/1,而实际生产多大于1/1的比例关系。 如采用铝硅比为3的铝土矿生产氧化铝,则氧化铝的理论最大收率仅为66%,同时苛性碱消耗高达90kg/t以上。 总结语 因此,低品位铝土矿资源品位与生产工艺要求间的矛盾已成为制约我国氧化铝工业以及铝循环经济发展中的主要瓶颈所在之一。在赤泥的应用我们还大有可为。 参考文献: [1]任新平.关于氧化铝生产过程中结疤问题的探讨[J].有色金属设计,2011(03). [2]贺瑞国.浅谈氧化铝生产过程的模拟与仿真[J].世界有色金属,2017(16). [3]井社民.浅析氧化铝生产过程自动化的现状与发展趋势[J].河南科技,2010(10). [4]王亚军,柯家骏.氧化铝生产过程中设备结垢研究评述[J].化工冶金,1988(04)
2021年第4期(总第400期)关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见开展资源综合利用是我国深入实施可持续发展战略的重要内容。
大宗固体废弃物(以下简称“大宗固废”)量大面广、环境影响突出、利用前景广阔,是资源综合利用的核心领域。
推进大宗固废综合利用对提高资源利用效率、改善环境质量、促进经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。
为深入贯彻落实党的十九届五中全会精神,进一步提升大宗固废综合利用水平,全面提高资源利用效率,推动生态文明建设,促进高质量发展,制定本指导意见。
一、现状与形势(一)“十三五”取得的成效。
党的十八大以来,我国把资源综合利用纳入生态文明建设总体布局,不断完善法规政策、强化科技支撑、健全标准规范,推动资源综合利用产业发展壮大,各项工作取得积极进展。
2019年,大宗固废综合利用率达到55%,比2015年提高5个百分点;其中,煤矸石、粉煤灰、工业副产石膏、秸秆的综合利用率分别达到70%、78%、70%、86%。
“十三五”期间,累计综合利用各类大宗固废约130亿t ,减少占用土地超过100万亩,提供了大量资源综合利用产品,促进了煤炭、化工、电力、钢铁、建材等行业高质量发展,资源环境和经济效益显著,对缓解我国部分原材料紧缺、改善生态环境质量发挥了重要作用。
(二)“十四五”面临的形势。
“十四五”时期,我国将开启全面建设社会主义现代化国家新征程,围绕推动高质量发展主题,全面提高资源利用效率的任务更加迫切。
受资源禀赋、能源结构、发展阶段等因素影响,未来我国大宗固废仍将面临产生强度高、利用不充分、综合利用产品附加值低的严峻挑战。
目前,大宗固废累计堆存量约600亿t ,年新增堆存量近30亿t ,其中,赤泥、磷石膏、钢渣等固废利用率仍较低,占用大量土地资源,存在较大的生态环境安全隐患。
要深入贯彻落实《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等法律法规,大力推进大宗固废源头减量、资源化利用和无害化处置,强化全链条治理,着力解决突出矛盾和问题,推动资源综合利用产业实现新发展。
赤泥的综合利用摘要:主要阐述了赤泥的化学成分、组成及其特性,以及赤泥的多种利用途径。
关键词:氧化铝废料赤泥综合利用Utilization of Red MudAbstract: Mainly introduces the chemical composition, composition and characteristics of red mud, and its various utilizationways.Key words: Al2O3 waste red mud utilization1、前言赤泥是铝土矿制取氧化铝后所剩余的红褐色、粉泥状强碱性固体废料,是氧化铝生产过程中必不可少的副产物。
一般每生产1 t氧化铝,可产出赤泥1.0~1.8 t。
随着铝工业的发展,目前,全世界每年产生的赤泥约5000万t。
2000年,我国赤泥排放量大约为400万t,排出的赤泥主要采取露天筑坝堆存处理。
由于缺乏既经济又可行的技术,赤泥的综合利用率一直处于较低水平,仅为4%左右,远低于中国工业固体废物65%的平均利用水平。
目前,中国赤泥累计堆存量约2×108 t,预计到2015 年将达3.5×108 t,由于大量的赤泥未得到充分利用,长期占用大量土地,造成土地碱化,地下水受到污染,同时又极易造成“二次扬尘”污染环境,危害人们的健康。
因此,必须加快赤泥的综合利用研究。
2、赤泥的化学成分及物理性质2.1、化学成分赤泥因含有较多氧化铁,其外观颜色与赤色泥土相似,因而得名。
赤泥的主要矿物成分为:硅酸二钙53%,方钠石11%,水化石10%,赤铁矿7.5%,钙钛矿石1l%,镁蔷薇辉石5%。
赤泥的化学成分取决于铝土矿的成分、生产氧化铝的方法和生产过程中添加剂的物质成分,以及新生成的化合物的成分等,通常赤泥的主要成分为AI2O3, SiO2,CaO,Na20等。
2.2、物理性质2.2.1、赤泥的物理性质指标。
赤泥综合利用指导意见工业和信息化部科学技术部关于印发《赤泥综合利用指导意见》的通知【发布时间:2010年11月25日】【来源:节能与综合利用司】【字号:大中小】工信部联节,2010,401号各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化、科技主管部门,有关行业协会、中央企业:为贯彻落实国务院《有色金属产业调整和振兴规划》,提高赤泥综合利用率和综合利用技术水平,减少赤泥堆存对环境、安全造成的影响,促进赤泥综合利用工作。
工业和信息化部、科技部联合编制了《赤泥综合利用指导意见》,现印发你们,请遵照执行。
二〇一〇年八月十日赤泥综合利用指导意见为贯彻落实国务院《有色金属产业调整和振兴规划》,提高赤泥综合利用率和技术水平,减少赤泥堆存对环境、安全造成的影响,促进赤泥综合利用工作,提出赤泥综合利用指导意见如下:一、充分认识赤泥综合利用的重要性和紧迫性赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物,每生产一吨氧化铝,大约产生赤泥0.8—1.5吨。
我国是氧化铝生产大国,2009年生产氧化铝2378万吨,约占世界总产量的30%,产生的赤泥近3000万吨。
目前我国赤泥综合利用率仅为4%,累积堆存量达到2亿吨。
随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低,赤泥的年产生量还将不断增加,预计到2015年,赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨。
赤泥大量堆存,既占用土地,浪费资源,又易造成环境污染和安全隐患。
目前,赤泥综合利用仍属世界性难题, 国际上对赤泥主要采用堆存覆土的处置方式。
我国赤泥综合利用工作近年来得到各方面的高度重视,开展了跨学科、多领域的综合利用技术研究工作,如赤泥提取有价金属,配料生产水泥、建筑用砖、矿山胶结充填胶凝材料、路基固结材料和高性能混凝土掺合料、化学结合陶瓷(CBC)复合材料、保温耐火材料、环保材料等。
但这些研究尚处于实验室阶段,还未实现产业化。
当前赤泥综合利用存在的主要问题:一是缺乏大量消纳赤泥和具有产业竞争力的关键技术。
赤泥具有碱性强、比表面积大、各种组分互相包裹、嵌布等特征,使其综合利用难以借鉴其他领域一些成熟的工艺、技术和设备,在我国尚未形成高效利用和适于大规模推广的技术支撑体系。
二是缺乏相应标准,产品市场认可度低。
当前,已经开发出的部分赤泥综合利用产品,由于缺少国家标准或行业标准的支撑,如赤泥作建筑材料,只有参照其他同类产品标准,市场认可度低,造成产品应用受到限制,难以大规模推广。
三是缺乏针对性的扶持政策。
在我国现行财税优惠政策中,未充分考虑赤泥强碱性造成综合利用难度远大于其他工业废渣的特殊性,缺乏有针对性的扶持政策,企业利用赤泥的积极性不高。
四是对赤泥的综合利用重视程度有待提高。
赤泥综合利用是氧化铝企业的非主营业务,处于产业的末端,经济效益差,多数企业采取一堆了之的处置方式。
赤泥堆存的环境风险和安全隐患具有长期性和隐蔽性,导致企业和相关部门的重视程度不够。
开展赤泥综合利用,是落实科学发展观,转变经济发展方式,发展循环经济,建设资源节约型和环境友好型社会的重要体现,是解决赤泥堆存造成环境污染和安全隐患的治本之策,也是我国氧化铝工业可持续发展的必由之路。
相关地区和企业必须高度认识赤泥综合利用的紧迫性和重要性,积极开展赤泥综合利用工作。
二、指导思想、基本原则和目标(一)指导思想全面贯彻科学发展观,落实资源节约和环境保护基本国策,以发展循环经济、提高赤泥综合利用技术和利用效率为目标,加强工作指导,加快技术创新,建立标准体系,完善政策措施,实现赤泥科学、高效利用,促进铝工业与社会、环境和谐发展。
(二)基本原则1(坚持技术创新原则。
鼓励技术创新,加大研发力度,开发一批具有自主知识产权的关键技术。
通过技术攻关、技术集成、产业化示范推广,促进赤泥综合利用产业发展的市场化、规范化和集约化。
2(坚持政策激励原则。
发挥财税政策的鼓励、引导作用和市场配置资源的基础性作用,调动市场主体开展赤泥综合利用的积极性,激发企业开展赤泥综合利用的内在源动力。
3(坚持安全清洁利用原则。
以赤泥坝安全为前提,鼓励赤泥入坝前综合利用,开发高附加值综合利用产品并实现产业化。
避免利用过程中造成二次污染,提高赤泥综合利用效率,实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。
4(坚持因地制宜原则。
充分考虑赤泥废物属性和资源属性的双重特点,因地制宜,制定并实施符合赤泥资源特征、适应当地条件的高效综合利用方案。
对含有潜在应用价值组分的赤泥,要考虑当前利用和长远利用有机结合。
(三)主要目标到2015年,力争赤泥综合利用率达到20%。
推广应用一批先进适用技术;建成一批具有带动效应的应用示范和推广示范项目;创建2-3 个具有一定规模的赤泥综合利用示范基地,形成多途径、高附加值赤泥综合利用发展格局。
三、重点技术和重点工程(一)鼓励研发和攻关共性关键技术1(低成本赤泥脱碱技术低成本赤泥脱碱技术不仅可以为赤泥的大宗高值利用奠定基础,还能回收利用其中的碱。
技术攻关要点:(1)低成本赤泥脱碱的基础物理化学条件优化;(2)低成本赤泥脱碱技术的短流程清洁生产工艺开发;(3)赤泥脱碱溶液的低成本浓缩技术;(4)赤泥脱碱过程中的节能与能源梯级利用关键技术;(5)低成本赤泥脱碱的成套设备研制。
2(高铁赤泥及赤泥铁精矿深度还原再选铁技术高铁赤泥(含铁量在30%以上)直接深度还原和赤泥铁精粉深度还原再选铁技术,可以使还原铁粉的品位达到90%以上,实现赤泥中铁回收率达到90%以上。
技术攻关要点:(1)深度还原反应气氛和过程的准确控制技术;(2)深度还原过程中还原废气的回收利用、能源的梯级利用;(3)深度还原工艺过程关键工艺参数优化;(4)深度还原过程中抑制硅酸铁的生成及抑制物料与耐火材料的粘连技术;(5)深度还原过程中铁粒的生长控制技术、自净化控制技术与非金属矿物物相控制技术;(6)深度还原产物高效磁选分离技术。
3(赤泥制备路基固结材料技术赤泥与石灰、粉煤灰、矿渣、脱硫石膏、自燃煤矸石及其他固体废弃物混合制备路基固结材料技术。
技术攻关要点:(1)赤泥与其他固体废弃物在路基固化过程中的地球化学过程优化控制;(2)赤泥及其他固体废弃物与路基土的配合比与粒级优化控制;(3)赤泥路基固化材料在路基土中的高效分散技术;(4)抑制赤泥固化路基碱溶出过程的优化控制;(5)赤泥路基固化材料大规模生产、储运工艺优化,应用施工的现代化装备配套;(6)赤泥路基固化材料应用环境效应评价。
4(赤泥循环流化床锅炉脱硫技术充分利用赤泥中氧化钠、氧化钙等碱性物质含量高的特点,进行烟气脱硫、脱硝、脱碳技术。
技术攻关要点:(1)赤泥在燃煤烟气中与二氧化硫、三氧化硫、氮氧化合物和二氧化碳等酸性成分反应过程控制;(2)用于循环流化床锅炉的赤泥低成本干燥与预处理工艺;(3)干粉状赤泥大规模输送与准确计量技术;(4)浆状赤泥直接用于燃煤锅炉烟气脱硫技术;(5)赤泥脱硫产物综合利用技术。
5(烧结法赤泥生产高性能混凝土掺合料技术利用烧结法赤泥碱金属含量相对较低,且含有大量亚微米和纳米级超细矿物颗粒的特点,将赤泥团聚体颗粒大部分分散到原始的粒级后,少量掺入到高性能混凝土中取代水泥或其他掺合料,提高混凝土强度和耐久性技术。
技术攻关要点:(1)利用微磨球效应对烧结法赤泥进行低成本超细分散技术;(2)超细赤泥与混凝土外加剂在高性能混凝土中的相容性优化;(3)超细赤泥在高性能混凝土中的水化过程优化控制及复盐生长优化控制;(4)赤泥高性能混凝土专用胶凝材料配合比优化控制。
6(赤泥生产新型建筑材料技术利用赤泥中含有粘土矿物且粒度极细的特点,经初步脱水后与煤矸石、粉煤灰及其他工业废渣混合生产烧结空心砌块及其他新型建筑材料技术。
技术攻关要点:(1)各种固体废弃物的粒级与配比的多重协同优化及大规模低成本预均化技术;(2)烧成过程中碱挥发抑制技术和各种设备的碱腐蚀保护技术;(3)物料高效拌合及水分预均化技术、泥料的表面活性剂增塑增滑挤出技术;(4)快速煅烧过程中温度均化和反应控制技术及碱组分在硅铝网络体中的电荷平衡固化控制技术;(5)赤泥免烧建筑材料的低成本技术和碱控制技术;(6)大规模流水线生产自动控制技术。
7(赤泥制备环境修复材料技术利用赤泥具有巨大的比表面积和含有大量纳米和亚微米级孔隙的特点,生产具有可控孔结构、高气孔率、高比表面积和高强度赤泥环境修复材料技术;利用赤泥的高碱性及其他特征制备非烧结型环境修复材料技术。
技术攻关要点:(1)烧结型赤泥基环境修复材料成孔剂、扩孔剂与赤泥性能的协调性优化;(2)赤泥基环境修复材料成型和烧结过程中纳米级和亚微米级孔隙结构活化技术;(3)大规模工业化生产中碱组分迁移、碱污染和碱蚀沉积控制与能源梯级利用技术;(4)赤泥基环境修复材料应用过程中的反应调控技术;(5)赤泥基环境修复材料的环境效应综合评价。
(6)赤泥基环境修复材料成套生产设备研制。
8(拜耳法高铁赤泥强磁选技术对部分拜耳法高铁赤泥进行强磁选,从中提取铁品位在50%以上的铁精粉技术。
技术攻关要点:(1)赤泥不入库,在流程中进入强磁选铁环节,控制赤泥入选量、入选浓度和强磁选生产设备的匹配以及流量调节和赤泥中间仓调控的系统技术;(2)抑制氧化铁矿物与非氧化铁矿物的物理团聚与化学团聚技术;(3)高效低能耗的低温超导强磁提铁工艺技术及设备;(4)提高铁精粉品位和回收率的成套设备改进和配套技术优化。
9(拜耳法赤泥砂作为水泥生料中的硅质原料生产干法水泥技术部分拜耳法赤泥经水力旋流器分级处理后可分离出富含石英颗粒的高铁赤泥砂,用于代替现有干法水泥生产中所采用的页岩等硅质原料和铁质原料配制生料技术。
技术攻关要点:(1)控制水泥熟料烧制过程中赤泥砂的碱走向技术;(2)控制碱挥发再沉积导致水泥窑及其他热工设备结圈、结核和运行不畅的技术;(3)优化工艺参数,提高赤泥砂的利用效率技术;(4)优化赤泥砂原料的粒级配比,提高赤泥砂在水泥熟料煅烧过程中反应性能技术。
10(赤泥生产化学结合陶瓷(CBC)复合材料技术利用赤泥单体颗粒的亚微米和纳米超细特征,将赤泥和农作物秸秆碎屑、木屑、林业三剩物碎屑与树脂复合,生产化学结合陶瓷(CBC)复合材料技术。
技术攻关要点:(1)赤泥在树脂中的低成本超细分散、与树脂及其他填料的相容性优化技术;(2)赤泥CBC复合材料刚度、韧性、强度、抗老化性、阻燃性和容重等性能的协调优化技术;(3)赤泥CBC复合材料工业生产过程中三废控制技术及能源梯级利用技术;(4)赤泥CBC复合材料生产成套设备研制。
11. 综合回收赤泥中多种有价组分技术我国部分地区赤泥中含有镓、钪、铌、锂、钒、铷、钛、锆、钍等多种有价伴生组分,部分赤泥中铁、铝、钠等主要组分含量较高。
攻关要点:(1)多种有价组分在氧化铝生产过程中的低成本综合回收技术;(2)存量赤泥中多种有价组分的低成本综合回收技术;(3)多种有价组分综合回收过程中的节能节水关键技术;(4)多种有价组分综合回收过程中的二次污染控制技术;(5)多种有价组分综合回收的成套设备研制。